Understanding the spatial distribution of prostate cancer and how it changes according to prostate specific antigen (PSA) values, Gleason score, and other clinical parameters may help comprehend the disease and increase the overall success rate of biopsies. This work aims to build 3D spatial distributions of prostate cancer and examine the extent and location of cancer as a function of independent clinical parameters. The border of the gland and cancerous regions from whole-mount histopathological images are used to reconstruct 3D models showing the localization of tumor. This process utilizes color segmentation and interpolation based on mathematical morphological distance. 58 glands are deformed into one prostate atlas using a combination of rigid, a ne, and b-spline deformable registration techniques. Spatial distribution is developed by counting the number of occurrences in a given position in 3D space from each registered prostate cancer. Finally a di erence between proportions is used to compare di erent spatial distributions. Results show that prostate cancer has a significant di erence (SD) in the right zone of the prostate between populations with PSA greater and less than 5 ng=ml. Age does not have any impact in the spatial distribution of the disease. Positive and negative capsule-penetrated cases show a SD in the right posterior zone. There is SD in almost all the glands between cases with tumors larger and smaller than 10% of the whole prostate. A larger database is needed to improve the statistical validity of the test. Finally, information from whole-mount histopathological images could provide better insight into prostate cancer. / Tesis

El presente documento es el resultado de la investigación realizada en la Pontificia Universidad Católica del Perú para la implementación de sistemas biométricos (lectores de huellas dactilares) como elementos de seguridad. Dada la problemática existente en la universidad (robos, plagios, amontonamiento de personas para ingresar, etc.), al implementar sistemas biométricos se estaría mejorando sustancialmente esta situación, pues aparte de tener un lugar más seguro y confiable, se estaría involucrando a la comunidad universitaria en el uso de tecnología de vanguardia. En el contenido del presente documento de investigación se abordará con mayor detalle los temas relacionados a los sistemas de seguridad empleados actualmente tanto en lugares públicos como privados, y la descripción y evaluación (costos y beneficios) de los sistemas biométricos más usados en el mundo. Habiendo hecho el análisis de costos y beneficios, se llega a la conclusión de que la implementación de sistemas biométricos basados en las huellas dactilares sería la opción óptima, tanto para mejorar la seguridad como para agilizar el ingreso al campus universitario. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo diseñar un sistema de reconocimiento de gestos manuales que traduzca gestos a necesidades básicas de la persona, con el fin de ayudar a personas de la tercera edad que padecen problemas del habla. Dicho sistema de reconocimiento de gestos es aplicado en un guante electrónico que extrae señales de la mano. Para el desarrollo de la tesis, se hace uso de dos ejes de modelamiento: modelamiento directo y modelamiento inverso. Primero, se modela por análisis paramétrico (modelamiento directo) a una mano antropomórfica que responde a los movimientos del guante electrónico; luego, se aplica identificación de sistemas por red neuronal mediante algoritmos de retropropagación a los modelos obtenidos por análisis paramétrico, con el fin de utilizar estos modelos basados en redes neuronales en el sistema de reconocimiento de gestos. Este segundo paso es el modelamiento inverso y la razón de su aplicación se fundamenta en el hecho de que se desea obtener un sistema que posea tolerancia a fallas, la cual es una propiedad de las redes neuronales. Finalmente, se diseña un núcleo de reconocimiento de gestos, el cual reconoce patrones en la data resultante de las redes neuronales. Dicho núcleo de reconocimiento de gestos es también una red neuronal y, a diferencia de otros tipos de sistemas de reconocimiento de patrones, tiene la capacidad de aprender a partir de data experimental y generar soluciones en base a lo aprendido. Los resultados obtenidos en la culminación del proyecto son que ante la presencia de ruido aditivo blanco gaussiano, el sistema alcanza un índice de reconocimiento de 99.98% cuando las condiciones son ideales (a una relación señal a ruido de 30 dB); manteniéndose por sobre 99% cuando la relación señal a ruido es mayor a 18.88 dB; por otro lado, si la relación señal a ruido en las entradas del sistema es igual a 13.67 dB, el sistema es capaz de reconocer gestos con una efectividad de 90%. Así mismo, se demuestra que el sistema es tolerante a fallas y a circunstancias no previstas en el diseño, manteniendo su porcentaje de reconocimiento por sobre 90% en condiciones ideales ante estas adversidades. / Tesis

La tesis muestra la implementación de un simulador para sistemas ópticos. La plataforma utilizada para tal fin fue el software Matlab®, en el diseño se contempló el manejo de hasta 3 elementos ópticos diferentes; los cuales son utilizados en la formación básica de imágenes, combinados a lo largo de un eje óptico. El propósito fue el de dotar de capacidad analítica a los simuladores ópticos actuales. Para tal efecto se utilizaron matrices de transferencia óptica con el fin de sistematizar los procesos; y el algebra simbólica para expresar y operar las ecuaciones que gobiernan los sistemas ópticos. Las funciones del simulador desarrollado permiten manejar, de esta manera, sistemas ópticos complejos, en los cuales no sólo se tengan elementos ópticos, es decir, además permite integrar las ecuaciones del sistema óptico al de sistemas de otros campos. Debido a que los simuladores existentes no permiten esta integración, el desarrollo del simulador propuesto se hizo necesario. El simulador desarrollado se probó primeramente en un sistema sencillo, con la finalidad de verificar su correcto funcionamiento. Posteriormente se aplicó este simulador en un caso específico de control de un microscopio electrónico de escaneo y transmisión para mostrar su funcionamiento y además para ejemplificar la manera en que este puede ayudar en la integración de sistemas ópticos con otros sistemas de tipo mecánico o electrónico. / Tesis

Ingeniero Civil Electricista / La seguridad es un aspecto siempre presente en la vida cotidiana, ya sea como parte del ámbito laboral o de los propios hogares, en cualquier situación donde exista un flujo de información personal. Dentro de la amplia gama de sistemas basados en la determinación o confirmación de la identidad de una persona, se encuentran los que hacen uso del reconocimiento biométrico, es decir, emplean características fisiológicas, siendo una de las más utilizadas la biometría dactilar. Por otro lado, los avances de la tecnología de los dispositivos móviles, permiten que cada persona pueda disponer de una poderosa herramienta que podría ser usada para ser parte de un sistema de reconocimiento o verificación de identidad. En este contexto, el objetivo general de este trabajo de título corresponde a estudiar, diseñar e implementar un sistema capaz de usar la cámara de un dispositivo móvil como sensor biométrico, adquiriendo imágenes de dedos y analizándolas para reconocer su huella dactilar y extraer las características necesarias para la identificación o verificación de la identidad de una persona. Se implementa, en un Smarth Phone marca Huawei, modelo G-Play Mini, con Sistema Operativo Android, el cual cuenta con una cámara de 13 M.P. y una capacidad de enfoque adecuada, las etapas de: adquisición de imágenes; reconocimiento de la presencia del dedo; segmentación del objeto de interés; corrección de su pose; determinación de área factible de extraer una huella dactilar; y verificación de la calidad de la captura. En el entorno Matlab se desarrollan las etapas posteriores del sistema, correspondientes a la obtención de la huella dactilar a partir de la imagen capturada y verificada previamente, y la extracción de puntos característicos o minucias. Adicionalmente, se lleva a cabo una comparación de huellas dactilares en base a la transformada SIFT. Los resultados son presentados en base a la realización de pruebas ad hoc a cada etapa y a la construcción de una colección de huellas obtenidas mediante el algoritmo implementado. El estudio resulta positivo, pudiéndose extraer huellas dactilares y sus características a partir de imágenes de dedos. Se concluye que el análisis de color de la imagen aplicando un filtro de piel resulta efectivo para la detección del área de interés; que la valoración de la calidad de la imagen es un paso fundamental para la extracción de una huella; que la aplicación del algoritmo filtro de coherencia permite obtener la huella dactilar; y que es posible extraer características que permitan el reconocimiento o verificación de identidad. Además, se sientan las bases para un trabajo futuro con miras al desafío de mejorar cada etapa logrando un proceso más robusto ajustándose a distintas condiciones y su desarrollo por completo en un dispositivo móvil.

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Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Los bosques pantanosos de mirtáceas o hualves, ubicados en la región de Los Ríos, se desarrollan principalmente en la depresión intermedia, por lo que han sido intensamente intervenidos con la finalidad de obtener espacios aptos para la agricultura. Por otro lado, no se tiene un claro registro de su flora o de la superficie que comprenden, así como tampoco se han establecido lineamientos adecuados respecto a su conservación. El presente estudio entrega una caracterización de los bosques pantanosos de la región de Los Ríos. Se realizó a través del método de la Carta de Ocupación de Tierras (COT) y de inventarios florísticos. Esta metodología, permitió delimitar espacialmente unidades de vegetación y revisar el estado actual de su flora. Además se realizó una evaluación multicriterio, basada en el método de Jerarquías Analíticas, que permitió asignar una prioridad de conservación a cada unidad detectada, en función de una serie de criterios y sub-criterios que se consideró influyen en la caracterización de estas formaciones. Se identificaron 412 unidades de vegetación que comprenden 4.376,7 ha, aproximadamente, lo que representa un 0,24% de la superficie regional. Su composición florística incluye 182 especies, distribuidas en 127 géneros y 76 familias de plantas vasculares. De ellas el 64,3% corresponden a especies nativas, un 14,8% a especies endémicas y 8,8% se encuentran clasificadas en alguna categoría de riesgo. De acuerdo con la caracterización de la vegetación, los bosques pantanosos detectados se clasificaron en tres tipologías; Bosques de Pitra, Bosques de Temu y Bosques de dominancia mixta (Pitra y Temu). El tipo más abundante corresponde al primero (Pitra) con un 58,5% de abundancia. Respecto a las especies dominantes y sus tipos biológicos dominantes, se identificaron 26 especies, nueve de hábito arbóreo (leñosas altas), nueve de hábito herbáceo y ocho de hábito arbustivo (leñosas bajas). En relación a la propuesta de clasificación jerarquizada, los resultados obtenidos de la evaluación multicriterio señalan que las unidades más significativas, en cuanto a su prioridad para la conservación, se encuentran vinculadas a los principales ríos de la región: Llollelhue, Bueno, Lingue, Cruces, el pequeño río Contra y el área costera de Mehuín. Las unidades vinculadas a estos sectores, se caracterizan por conformar sistemas de gran extensión y con un alto grado de conectividad estructural entre sus fragmentos, dada la cercanía entre ellos. / Myrtaceae “hualves” swamp forests, located in Los Ríos region, are developed mainly in the central depression and have been heavily degraded in order to accomodate suitable areas for agriculture. Because of this, a large fraction of its flora remains poorly known, and no proper guidelines have been established for its conservation. This study characterizes swamp forests of the region, using the method of the Land Uses Chart (LUC) and floristic inventories. This study outlines the spatial boundaries of the vegetation units and reviews the current status of its flora. A multi-criteria assessment, based on the method of analytic hierarchies, allows to prioritize the conservation status of each outlined unit in relation to a series of criteria and sub-criteria that are supposed to influence the characterization of these formations. We identified 412 units of vegetation roughly covering 4,376.7 hectares representing a total of 0.24% of the region. Floristic composition consists of 182 species beloging to 127 genera and 76 families of vascular plants, 64.28% of which are native species and 14.8% to 8.8% are endemic species, classified in some category of risk. The identified swamp forests were classified into three types, according to its dominant species; Pitra, Temu and mixed forests (Pitra and Temu), with the former showing to be the most abundant, representing a 58.5% of the total area for these swamps. From the identified 26 species, nine were woody species (tree-like), nine shrubby and eight herbaceous. The multicriteria evaluation indicates that the most significant units, in terms of conservation priorities, are linked to the major rivers of the region such as: Llollelhue, Bueno, Lingue, Cruces, the little river Contra and Mehuín in the coastal area. Units linked to these sectors are characterized because they form very large units with a high degree of structural connectivity between fragments, given the closeness between them.

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Ingeniniero Civil Electricista / Este trabajo aborda el reconocimiento facial en video, cuya problemática se ha convertido en los últimos años en un tema altamente recurrente en diversos ámbitos tales como sistemas de seguridad, plataformas de redes sociales, aplicaciones de marketing, etc. A modo de contextualización se presenta una revisión del estado del arte en el ámbito de las metodologías de reconocimiento facial y sus principales áreas de aplicación hoy en día. También se abordan los avances actuales en reconocimiento de rostro en video, detallando iniciativas privadas y de comunidades abiertas. El objetivo general planteado corresponde al diseño, implementación y validación de una plataforma de software para el reconocimiento facial en un archivo de video, utilizando métodos ya establecidos y validados en el campo de la biometría, como lo son el algoritmo Haar para detección de rostros y el algoritmo PCA Eigenface para el reconocimiento facial. La problemática de fondo tiene que ver con la utilización de estos algoritmos en un escenario como el de un video, en el cual no necesariamente existe una actitud colaborativa de parte de las personas, aportando gestos, poses y luminosidad muy cambiantes, lo cual dificulta la comparación entre los rostros detectados y el rostro objetivo que se desea identificar. El sistema desarrollado se compone principalmente de 4 módulos funcionales: módulo de ingreso de imágenes del rostro objetivo para el entrenamiento del sistema; módulo de ingreso del video a procesar; módulo del proceso de reconocimiento y módulo de entrega de resultados. Adicionalmente se desarrolló un módulo con una herramienta que facilita la generación de la referencia de verdad o Ground Truth para el rostro objetivo en el video de interés, con el fin de evaluar de la efectividad del sistema. Para la ejecución de pruebas, se seleccionaron tres rostros objetivo a partir de los cuales se construyó una base de imágenes con 100 fotografías por cada rostro las que fueron recolectadas desde Internet. También se seleccionó desde Internet un video de alta resolución para cada rostro. Los resultados de las pruebas son presentados mediante el análisis de curvas ROC y cálculo del índice AUC para cada curva. Las conclusiones obtenidas apuntan a una alta dependencia de la calidad de la información de entrenamiento del sistema para lograr una aceptable capacidad de reconocimiento, que en este caso alcanzo a un 73% en el caso más favorable. Las líneas de trabajo futuras propuestas apuntan a la utilización de algoritmos alternativos para reconocimiento facial, y a la inclusión de funciones adicionales de pre-proceso de imágenes, con el fin de mejorar la estandarización de los rostros a procesar.

Doctor en Ciencias, Mención Computación / Debido al uso masivo de Internet y a la proliferación de dispositivos capaces de generar información multimedia, la búsqueda y recuperación de imágenes basada en contenido se han convertido en áreas de investigación activas en ciencias de la computación. Sin embargo, la aplicación de búsqueda por contenido requiere una imagen de ejemplo como consulta, lo cual muchas veces puede ser un problema serio, que imposibilite la usabilidad de la aplicación. En efecto, los usuarios comúnmente hacen uso de un buscador de imágenes porque no cuentan con la imagen deseada. En este sentido, un modo alternativo de expresar lo que el usuario intenta buscar es mediante un dibujo a mano compuesto, simplemente, de trazos, sketch, lo que onduce a la búsqueda por imágenes basada en sketches. Hacer este tipo de consultas es soportado, además, por el hecho de haberse incrementado la accesibilidad a dispositivos táctiles, facilitando realizar consultas de este tipo. En este trabajo, se proponen dos métodos aplicados a la recuperación de imágenes basada en sketches. El primero es un método global que calcula un histograma de orientaciones usando gradientes cuadrados. Esta propuesta exhibe un comportamiento sobresaliente con respecto a otros métodos globales. En la actualidad, no existen métodos que aprovechen la principal característica de los sketches, la información estructural. Los sketches carecen de color y textura y representan principalmente la estructura de los objetos que se quiere buscar. En este sentido, se propone un segundo método basado en la representación estructural de las imágenes mediante un conjunto de formas primitivas que se denominan keyshapes. Los resultados de nuestra propuesta han sido comparados con resultados de métodos actuales, mostrando un incremento significativo en la efectividad de la recuperación. Además, puesto que nuestra propuesta basada en keyshapes explota una característica novedosa, es posible combinarla con otras técnicas para incrementar la efectividad de los resultados. Así, en este trabajo se ha evaluado la combinación del método propuesto con el método propuesto por Eitz et al., basado en Bag of Words, logrando un aumento de la efectividad de casi 22%. Finalmente, con el objetivo de mostrar el potencial de nuestra propuesta, se muestran dos aplicaciones. La primera está orientada al contexto de recuperación de modelos 3D usando un dibujo a mano como consulta. En esta caso, nuestros resultados muestran competitividad con el estado del arte. La segunda aplicación explota la idea de buscar objetos basada en la estructura para mejorar el proceso de segmentación. En particular, mostramos una aplicación de segmentación de manos en ambientes semi-controlados.